摘 要：利用自動氣象觀測資料和雷達(dá)ROSE 2.0資料，通過對2022年8月17—18日強降雨的特征及成因、數(shù)值模式檢驗評估、預(yù)報預(yù)警檢驗等方面進(jìn)行分析。結(jié)果表明：此次過程是在副熱帶高壓、高空槽、低空急流及地形等因素共同影響下發(fā)生的，不同時段強降水系統(tǒng)的發(fā)展演變特征不同，副高東退后維持，高空不斷有冷空氣注入，低空急流顯著，冷暖空氣交匯、層結(jié)極其不穩(wěn)定，最強降雨時段落區(qū)與低層切變線及地面輻合線位置基本吻合。雷達(dá)ROSE 2.0表現(xiàn)為混合層狀降水回波，較強回波維持在中部偏南地區(qū)長達(dá)8 h，最大降水回波達(dá)58 dBz，且從鄂爾多斯市西南部一直有回波補充，展現(xiàn)明顯“列車效應(yīng)”，徑向速度特征具有較好的指示意義。

關(guān)鍵詞：極端暴雨；副熱帶高壓；列車效應(yīng)

中圖分類號：P457.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–0-03

2022年8月17—18日，鄂爾多斯市遭遇強降雨，中東部暴雨到大暴雨，阿勒騰席熱鎮(zhèn)、薛家灣鎮(zhèn)日降雨量破歷史紀(jì)錄。受強降雨影響，多地發(fā)生山洪、城市內(nèi)澇等次生災(zāi)害，給生產(chǎn)生活造成損失。伊金霍洛旗部分小區(qū)地下車庫和地下室雨水灌入，車輛被淹，居民遭受財產(chǎn)損失，個別小區(qū)停水停電，影響市民正常生活。伊金霍洛旗、鄂托克前旗牧區(qū)部分群眾房屋、棚圈被淹，人員、羊只被困。18日早晨，東勝區(qū)、康巴什區(qū)、伊金霍洛旗、準(zhǔn)格爾旗、達(dá)拉特旗、鄂托克旗實施交通管制路段20處，多條道路積水嚴(yán)重，部分道路下水井蓋被沖開，多處路段路基塌陷或被沖毀，出行嚴(yán)重受阻。水情信息顯示，伊金霍洛旗、準(zhǔn)格爾旗部分流域發(fā)生洪水，準(zhǔn)格爾旗納林川沙圪堵站18日08：00洪峰流量達(dá)380 m3/s。

1 強降雨實況

此次過程具有降雨范圍廣、累計雨量大、持續(xù)時間長、小時雨強強等特點。中東部出現(xiàn)暴雨到大暴雨，兩站點均打破了歷史紀(jì)錄。全市259個觀測站中，小雨83個站，中雨36個站，大雨49個站，暴雨47個站，大暴雨44個站。最大累計雨量出現(xiàn)在伊金霍洛旗壕賴村，為248.8 mm，最大小時雨強出現(xiàn)在伊金霍洛旗其和淖爾村，為90.1 mm。其中，阿勒騰席熱鎮(zhèn)、薛家灣鎮(zhèn)日降雨量創(chuàng)有氣象記錄以來極值。

2 強降雨成因分析

2.1 環(huán)流形勢和主要天氣系統(tǒng)的發(fā)展演變

此次暴雨過程是在副熱帶高壓東退、高空短波槽東移、低空急流及地形抬升和阻擋作用等因素的共同影響下發(fā)生的[1-9]。

根據(jù)MICAPS 4.6各層分析可知，500 hPa高空圖上，歐亞大陸中高緯地區(qū)為“兩槽一脊”型，貝加爾湖及巴爾喀什湖北部的偏北地區(qū)分別有冷渦盤踞，維持少動，冷渦在旋轉(zhuǎn)的過程中，渦底不斷生成短波槽，給鄂爾多斯市源源不斷注入冷空氣。從17日08：00起，高空500 hPa阿盟一帶有短波槽生成并東移發(fā)展，鄂爾多斯市位于槽前輻散區(qū)，利于干冷氣流向下傳輸，為暴雨發(fā)生提供了良好的動力條件。17日08：00副高位置西伸至西藏以南地區(qū)，水汽條件較差，17日20：00—18日08：00，阿拉善西部有高空槽東移發(fā)展，副高迅速東退，東退后一直維持，維持時間達(dá)12 h以上，使大量水汽沿副高外圍不斷向北輸送，利于低層系統(tǒng)輻合抬升。冷暖空氣在鄂爾多斯市中部偏南地區(qū)匯合，造成大量的降水。

低層切變特征分析可知，17日08：00，700、850 hPa，

在阿拉善東部及北部一帶有切變生成，17日20：00，700、850 hPa切變線移至爾鄂爾多斯市西部地區(qū)，且700 hPa有明顯低空急流，之后切變線向東南移動，18日08：00后伴隨西北風(fēng)進(jìn)入，切變逐漸移出鄂爾多斯市，降水減弱。從地面場分析可知，17日08：00，鄂爾多斯市位于高低壓過渡帶，到20：00轉(zhuǎn)為低壓倒槽控制，之后維持，18日08：00地面在鄂爾多斯市北部偏北一帶形成低壓中心，在中部偏南地區(qū)生成明顯輻合線，與強降水落區(qū)基本吻合。從T-Td分析可知，從17日08：00～20：00，整層T-Td≤5 ℃，18日08：00東部偏北地區(qū)T-Td≤0 ℃，

接近飽和，說明受副高東退維持影響，偏南暖濕氣流不斷地向鄂爾多斯市東部地區(qū)輸送，使得水汽供給不斷增強，為持續(xù)性強降水的發(fā)生提供了有利的

條件。

2.2 中小尺度系統(tǒng)精細(xì)化發(fā)展演變

根據(jù)雷達(dá)ROSE 2.0產(chǎn)品演變分析可知（圖1），此次降雨天氣過程有持續(xù)時間長、降雨量大、局地性強等特點。主要分為2個階段：前期為對流性降水，主要發(fā)生在鄂托克前旗和烏審旗北部；后期對流云帶分裂，鄂托克前旗的對流云逐漸減弱，烏審旗北部的對流云加強北上至伊金霍洛旗南部，形成混合性降水，且鄂托克旗一直有回波東北上進(jìn)行補充，造成“列車效應(yīng)”，從而使強降水維持。具體情況如下：

第一階段：從17日17：00開始，鄂爾多斯市西部開始有回波發(fā)展，位于杭錦旗南部、鄂托克旗南部、鄂托克前旗東部，回波較弱，以層狀降水云為主，沒有強回波特征。19：00開始鄂托克旗、鄂托克前旗回波向東北方向移動，并不斷加強，19：52，鄂托克旗蘇米圖北部最強回波達(dá)62 dBz（k），向東北方向移動，且不斷有回波從西南方向進(jìn)行補充。在17日20：00～21：00，VIL大值區(qū)一直在鄂前旗東北部維持，最大值達(dá)到39 kg/m2，

對比實況，此時段鄂托克旗昂素鎮(zhèn)阿日賴出現(xiàn)1 h 88.7 mm降水量，之后強降水云系在鄂托克前旗北部穩(wěn)定少動，直至22：00才逐漸東移減弱，20：00～20：10，

10 min雨量達(dá)到24.2 mm，之后均維持在平均每10 min雨量10 mm以上，從實況看，該對流云3 h給鄂托克前旗的阿日賴站帶來了163.9 mm的短時強降水。體現(xiàn)短強局地性強的特點。

第二階段：烏審旗北部地區(qū)及伊金霍洛旗南部從17日22：00開始受降水回波影響，開始出現(xiàn)20 mm以上降水，之后西南方向不斷有降水回波進(jìn)行補充，“列車效應(yīng)”明顯，加之地形抬升作用，使得較強降水回波一直在烏審旗北部、伊金霍洛旗南部地區(qū)維持，最大降水回波在51～58 dBz，持續(xù)時間長達(dá)近10 h。

徑向速度場從18日02：00后，零等速線呈明顯“S”

（m）形，低層有暖平流，且有低空急流，在04：56伊旗南部地區(qū)出現(xiàn)“逆風(fēng)區(qū)”（n），之后維持，18日08：00后，特征減弱，持續(xù)3 h，輻合強烈，證明動力抬升條件，水汽條件顯著，對應(yīng)“逆風(fēng)區(qū)”位置與強降水落區(qū)，位置基本吻合，具有較強指示意義。

2.3 單站探空圖要素分析

17日08：00 T-lnP圖顯示，低層濕度條件較好，400

～700 hPa有明顯干空氣入侵，近地層有逆溫層，利于能量積聚（圖2）。17日20：00 T-lnP圖顯示，整層濕度條件轉(zhuǎn)好，中高層有狹長不穩(wěn)定區(qū)，CAPE值達(dá)84.5 J/kg，低層有垂直風(fēng)切變順轉(zhuǎn)，為暖平流，中低層500～700 hPa有干侵入，SI值為-0.3，層結(jié)不穩(wěn)定。18日08：00 T-lnP圖顯示，整層濕層增厚，中低層濕度條件達(dá)到飽和，低層仍有垂直風(fēng)切變順轉(zhuǎn)，為暖平流，CAPE值較小為7.3 J/kg，高層有冷空氣入侵，上干冷下暖濕層結(jié)顯著，0 ℃層高度偏高，接近6 km，不利于冰雹生成，但有利于短時強降水發(fā)生發(fā)展。此次強降雨過程是以混合型降水為主，雖然CAPE值較小，但是降雨期間仍然存在不穩(wěn)定能量積聚和釋放的轉(zhuǎn)化過程，造成局地短時強降水。

2.4 云圖分析

從衛(wèi)星云圖分析可知，此次過程分為2個階段，均有中尺度對流系統(tǒng)MCS形成：第一階段，8月17日20：00左右，位于鄂托克旗、鄂托克前旗北部地區(qū)生成明顯MCS，呈現(xiàn)團狀，并向東北方向移動，西南部寧夏一帶有新MCS發(fā)展，有合并加強趨勢。云頂高度較高，對流云團強度較大。第二階段，8月18日05：00左右，團狀對流云MCS移至伊金霍洛旗南部、烏審旗北部地區(qū)，結(jié)構(gòu)密實，云頂高度更高，達(dá)到20 000 m以上，且西南部有新生對流云補充，形成明顯“列車效應(yīng)”，維持時間長達(dá)10 h左右。

3 數(shù)值模式檢驗評估及預(yù)報難點分析

此次暴雨過程從實況各種模式對比分析可知：從15日08：00，各種模式暴雨以上量級均考慮在鄂爾多斯市北部，其中ECMWF大雨以上量級報在鄂爾多斯市東部。從16日08：00，各家模式量級明顯增大，均報出了大暴雨落區(qū)，即超過100 mm量級，位置基本集中在北部偏東北部地區(qū)，其中，只有ECMWF模式除了東北部考慮大暴雨以上量級，還在中部偏南區(qū)域考慮了超過100 mm量級。17日08：00起報的未來24 h降雨量，各種模式降雨量及大雨以上落區(qū)均有調(diào)整，雨量較上一日明顯減少，只有CMA-TYM和CMA-MESO兩種模式報出100 mm以上量級，但落區(qū)仍位于鄂爾多斯市北部沿河一帶，只有ECMWF堅持暴雨以上落區(qū)在鄂爾多斯市中部偏南位置，與實況落區(qū)較為接近。

兩種模式對局地極端暴雨落區(qū)及量級差異較大；其中，CMA-MESO模式、NCEP模式更容易報出暴雨點，但落區(qū)把握不準(zhǔn)，調(diào)整較快；ECMWF模式預(yù)報相對穩(wěn)定，降雨落區(qū)與實況較為接近，但降雨量級把控不準(zhǔn)。

經(jīng)檢驗，此次降水的市臺預(yù)報與實況差距較大，預(yù)報大雨以上落區(qū)位置偏北，西南部大雨以上落區(qū)漏報，未報出大暴雨落區(qū)。

4 結(jié)論

（1）此次暴雨過程是在副高東退、短波槽東移、低空急流、地面倒槽維持及地形抬升和阻擋作用等多種因素的共同影響下發(fā)生的。

（2）不同時段強降水中小尺度系統(tǒng)的發(fā)展演變特征不同，在強降水時段出現(xiàn)MCS，結(jié)構(gòu)密實，維持時間長，對流強。雷達(dá)基本反射率顯示明顯“列車效應(yīng)”，較強回波持續(xù)時間長達(dá)近10 h。徑向速度場表現(xiàn)為強烈的輻合，有較好的指示意義。正“S”形、速度模糊、“逆風(fēng)區(qū)”等特征長時間地出現(xiàn)，證明底層有強有力的暖濕氣流，動力條件顯著，利于短時強降水的發(fā)生以及長時間維持。中尺度系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展機制及雷達(dá)對強對流天氣的監(jiān)測技術(shù)仍是未來重點研究方向。

（3）探空圖分析，對強對流類型（冰雹、短強）判別有一定優(yōu)勢。

（4）經(jīng)檢驗，此次強降水，市臺預(yù)報降雨時段把控較好，落區(qū)與實況差距較大，預(yù)報大雨以上落區(qū)位置偏北，西南部大雨以上落區(qū)漏報，未報出大暴雨落區(qū)。各家模式對大量級降水落區(qū)和量級差異較大，ECMWF模式較為穩(wěn)定，降雨落區(qū)與實況較為接近，但降雨量級把控不準(zhǔn)。中尺度CMA-MESO雖然報出大暴雨量級，但落區(qū)差異較大。今后應(yīng)加強主觀預(yù)報能力，不依賴模式預(yù)報。

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